表示農業生產物件或過程與氣象條件關係的數學運算式或文字邏輯圖式。前者是根據各種理論假設，由一些變數、參數和常數組成的方程式；後者是由各種文字、符號構成的邏輯框圖。複雜的模式系統，由專門的計算程式進行計算求解。應用模式，可研究不同地區在進行農業生產過程中的有利和不利條件，估算農業生產的進程，高精度地預報最終產量，因而是提高農業氣象工作品質，加速其定量化和理論化的重要途徑。
20世紀50年代以來，數理統計學的發展為經驗統計類類農業氣象模式的研究提供瞭前提條件。電子計算機與人工控制氣象條件科學實驗設施的出現，以及數學、植物生理學、生態學和微氣象學的發展，促進瞭農業氣象模式的應用。60年代中期以後，以能量平衡為基礎，運用上述理論和技術，引入大量農業氣象參數，對各種作物群體生長進行的理論模擬研究有很大進展。
農業氣象模式種類繁多。按可描述的內容或過程分，有作物生長模式、葉面氣孔阻力模式和同化物輸送－再分配模式等。這些模式大都是在對作物生長發育的各個具體生理過程與外界氣象條件關系有瞭比較深入瞭解的基礎上形成的。按描述的尺度分，有內容比較單一的模式和內容比較復雜的模式系統。常見的模式系統有土壤-植物-大氣模式和作物-天氣模式(包括產量-天氣模式)兩類。前者簡稱SPAM，是一種植物生長模擬模式。作物-天氣模式，亦稱作物－天氣分析模式，是作物與環境氣象條件之間各種復雜關系的簡化表示。它對作物和影響因子的變化過程提出的前提假設和輸入資料的要求比較籠統。在隻有作物和天氣、氣候資料可供使用的情況下，能很好地分析作物對天氣、氣候的反應。模式中的系數用經驗統計方法求算，可用小時、天、周或旬的時間尺度分析天氣、氣候因子對作物產量形成的貢獻量。按模式性質可分為經驗模式，經驗－理論（或動力）模式和理論（或動力）模式3種。前者以統計學理論為基礎，對多年觀測資料進行統計分析，應用簡便，但預測效果不甚穩定。後兩種以能量平衡和物質輸送過程的機制為基礎，對作物的生長發育和產量形成的全部過程進行數值分析和模擬，但在理論上還不夠成熟。農業氣象模式還可根據參數是否隨時間變化分為靜態和動態。動態農業氣象模式更精確，模擬的結果更符合實際，但建立起來比較困難。